개체발생 과정에서 특정한 세포군에서 특정한 유전정보가 발현(發現)되는 결과 어떤 특수한 형태나 기능(분화형질)이 실현되는 과정. 대부분의 식물세포에서는 캘러스(callus)의 예에서 볼 수 있는 것처럼 일단 분화형질(分化形質)을 발현한 세포에서도 비교적 용이하게 다른 형질을 나타내게 된다.

그러나 동물세포에서 분화된 상태는 매우 안정적으로 유지되지만 분화형질 전환례(轉換例)가 전혀 없는 것은 아니다.

예를 들어 영원(嶸-) 같은 유미양서류(有尾兩棲類)나 닭의 배(胚)에서 눈의 수정체를 적출하면 새로운 수정체가 재생되며, 이는 완전히 분화된 홍채(虹彩)의 색소상피세포가 일단 색소상피의 형질을 잃은 뒤 새로이 수정체세포로서 분화한다는 것이 확인되었다.

수정란에서 받은 유전정보는 일반적으로 변함없이 유지되어(말회충 등은 예외) 발현 때에는 낱낱의 세포가 놓인 상황에 따라 특정한 유전자가 얽혀지거나 닫히거나 한다는(유전자의 차시적 발현) 것이 핵이식실험에 의해 밝혀지고 있다[그림].

즉 개구리의 성체에서 완전히 분화된 조직세포의 핵만을 꺼내어 핵을 제거한 같은 종의 미수정란에 이식하면 알은 수술의 자극에 의해 발생한다.

한편 이식핵은 모두가 항상 그렇지는 않으나 특수단백질의 합성 등 그 때까지의 활동을 즉시 정지하고, 왕성한 분열의 개시 등 수정란 본래의 핵과 같은 행동을 하게 된다.

그리하여 이들 알은 완전한 성체로까지 발전하는 것이다.

세포분화 현상에는 세포의 죽음도 포함된다.

예컨대 형성 중인 닭의 다리〔肢芽〕에서는 어느 시기가 되면 정해진 부위의 세포가 일제히 죽음으로써 다리의 분리 등 형태형성에 한몫하는 것이 밝혀졌다.

생식기관 형성 때에도 보이는 이처럼 계획적인 대량세포의 죽음도 미리 계획된 분화형질의 하나이다.